图9 DS18B20的写时序
DS18B20的读时序
单总线器件仅在单片机发出读时序时,才向主机传输数据,所以,在主机发出读数据命令后,必须马上产生读时序,以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us,且在两次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起至少拉低总线1us。在主机发起读时序之后,单总线器件才开始在总线上发送0或1。若从机发送1,则保持总线为高电平;若发送0,则拉低总线。当发送0时,从机在该时序结束后释放总线,由上拉电阻将总线拉回至空闲高电平状态。从机发出的数据在起始时序之后,保持有效时间15us,因而,主机在读时序期间必须释放总线,并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。如图10所示:
图10 DS18B20的读时序
DS18B20使用中注意事项
DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点,但在实际应用中也应注意以下的问题:
较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送,因此,在对DS18B20进行读写编程时,必须严格的保证读写时序,否则将无法读取测温结果。
2.5血压检测电路原理及设计
BP01 型压力传感器是为监测血压而专门设计的,主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装,具有高线性、低噪声和外界应力小的特点;采用内部标定和温度补偿方式,从而提高了测量的精度、稳定性以及可重复性,在全量程范围内,精度为±1%,零点失调不大于±300μV。
BP01的主要性能参数
表1所列为BP01在电源电压Vs为5.0V、环境温度TA为25℃时的主要性能参数
BP01的极限参数如下:
最大工作电压:20VDC;
最大耐压:1500 mmHg;
工作温度范围:0~70℃;引
脚焊接温度(最大值):250℃(2~4秒)
用BP01构成的便携式电子血压计的原理电路由偏置电源电路、前置处理电路、显示电路和压力传感器(BP01)组成,该血压计的血压测量范围为0~200mmHg,分辨率为0.1mmHg,工作电源为一节9V迭层电池。
a.偏置电源电路
电源电路由带有内置参考电压的双运放LM10组成,A1构成同相放大器,A2构成跟随器,它们的作用是将内置的参考电压放大后用作压力传感器BP01的偏置电压Vs,其Vs的值由下式决定:
Vs=Vref(1+R2/R3)
式中:Vref为LM10的内置参考电压。其值为200mV,将此值连同电路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置电压Vs的值为5V。
b.前置处理电路
前置处理电路由A3~A6四个运算放大器组成,其中A3构成失调偏置电路以对电路失调进行补偿;A5构成跟随器,用于对压力传感器BP01的输出信号进行隔离缓冲;A4、A6构成放大电路,其增益AV由下式决定:
AV=1+(R1/RT)
若忽略失调,前置处理电路的输出电压Vout为:
Vout=2(1+R1/RT)VIN
式中:VIN为压力传感器BP01的输出电压。
调试方法
a.零压输出调整
在零压输出时,调整失调电位器RP1,在血压计的显示值为000.0时,即可认为完成了零压输出调整。
b.前置电路增益的调整
压力传感器BP01的满量程输出与偏置电压有一定的关系,当5V偏置时,在200mmHg压力下的输出为10mV,其对应的显示驱动电路的输入为200mV,因此前置电路的增益AV为200mV/10mV,这样,利用前面Av的计算公式即可反推出增益电阻RT的值。
若选取电阻R1为10kΩ,则增益电阻RT应为1.1kΩ。调试时可先用电位器调整输出值,再用万用表测出该电位器的阻值,最后再换成固定电阻。
c.满量程调整
满量程调整时,先在显示电路的输入端加上200mV电压,然后调整电位器RP2,使其读数为199.9mmHg即可。
上调整完成之后,一般应多重复几次,以使显示值可靠地符合精度要求。
为保证测量精度,上述电路的外围元器件的选择也是一个不容忽视的重要环节。此属于硬件设计范畴在此不再鏊述。
2.6其他电路设计
包括电源电路设计、复位电路设计、显示电路设计、报警电路设计、键盘电路设计。因为本人设计以软件部分为主,在此便不一一列出。
2.7硬件总电路图
详见附录二
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